高エネルギー可視光線

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眼科の分野において、高エネルギー可視光線(こうエネルギーかしこうせん、: high-energy visible light, HEV light)とは、可視光線のうち、波長が380 nmから530 nmの、比較的高いエネルギーをもつ光をいう。色は - [1]であり、ブルーライトとも呼ばれる。

HEVは、太陽光などの白色光に多く含まれており、加齢黄斑変性[2][3] の原因の一つとして考えられている。

注意力、反射神経精神の安定、睡眠の改善など脳の様々な機能の向上に有効とされているため、ハーバード大学医学院ではHEVをに多く浴びることを推奨している。夜のHEVはメラトニンの分泌を減少させ、がん心臓病糖尿病肥満などの生活習慣病との関連が示唆されるとしつつも、因果関係を示すものではないとしている[4]

最近のサングラスでは、紫外線だけではなく HEVもカットして防ぐようものが増えてきている[1]。しかし、HEVが黄斑の構造や機能に及ぼす影響を調査したり、目の疲れの症状の改善を示した研究はない[5]

青色光網膜傷害[編集]

青色光網膜傷害(: Blue-light hazard)は、波長が主に400 nmから500 nmの光の暴露により、光化学的に引き起こされる網膜損傷として定義されている[6]。この作用特性は、青色LEDの波長とほぼ重なっているために特に注意が喚起されている[7](紫外線LEDも同様[8])。

網膜損傷を引き起こす光化学的なメカニズムは、目の光受容体による光吸収によって引き起こされる。光が光受容体に照射される通常の状態では、その細胞が白濁すると、視覚のビジュアルサイクル[9][10] と呼ばれる代謝過程を通して光受容体としての機能が回復する。しかしながら、青色光を多く吸収した場合は、細胞が白濁してから機能回復する前に再び悪化するプロセスを引き起こす事が報告されている。このことは網膜細胞の酸化的損傷の可能性を大きく増加させている[11]

このメカニズムによって、皮膚のような生物学組織、目のレンズ、特に網膜については、それほど強くないレベルの紫外線放射や短波長光であっても、長期間暴露すると元に戻らなくなるほどの変化を引き起こすことを示している可能性がある[要出典]

皮膚への影響[編集]

紫外線ほどではないにせよ、HEVもまた活性酸素、過酸化脂質を発生させ、傷害を与える。[12]

近赤外線にも同様の傷害を与えるとする向きもある。[13]

波長が長いほど光子エネルギーは低く一般に物質に対する傷害は小さい一方、より透過しやすくUVA以降は真皮、赤外線となるとさらに下層の皮下組織へ到達する。[14][15]

細胞間質においては、膠原繊維(コラーゲン)や弾性繊維(エラスチン)を変性させしわ、たるみの原因になるほか、細胞に対しても傷害となり皮膚の光老化へ繋がる。

ケラチンフィルムに光照射を行った実験では紫外線、長波長の可視光線をフィルターで除去したとしても40%のタンパク質の光変性効果(カルボニル化)が認められた[16]

概日リズムとの関係[編集]

網膜には、光を感じる視細胞桿体細胞錐体細胞)以外に、視神経自体にも光感受性があることが知られている(網膜神経節細胞)。この神経細胞に含まれるメラノプシンという色素はHEVへの感受性があり、この刺激が網膜視床下部路(英: retinohypothalamic tract)を通じて視交叉上核に投射し、概日周期の設定や調整に関与している。このため、HEVが睡眠障害の治療に応用されている。

日中、強い光を浴びるとメラトニンの分泌は減少し、夜、暗くなってくると分泌量が増える。メラトニンが脈拍体温血圧などを低下させることで睡眠の準備が出来たと体が認識し、睡眠に向かわせる作用がある。また朝日を浴びて規則正しく生活することで、メラトニンの分泌する時間や量が調整され、人の持つ体内時計の機能、生体リズムが調整される。そのため不規則な生活や昼間、太陽光を浴びないような生活を続けるとメラトニンがうまく分泌されず、不眠症などの睡眠障害の原因となる。

Harvard Health Publishing のある記事[4]では、夜の青色光が体内時計を狂わせて数種類のがんや糖尿病、心臓病、肥満などさまざまな生活習慣病の発症リスクが高くなる可能性があることを紹介し、対策として以下の項目を挙げている。

  1. 夜に赤い光を使うこと。
  2. 寝る前3時間以内の明るい画面は使わないこと。
  3. 夜に青色光を浴びるとき、ブルーライトカットメガネやブルーライト軽減フィルターアプリを使うこと。
  4. 注意力、反射神経、精神の安定、睡眠の改善など脳の様々な機能の向上に有効とされているため、青色光は昼にちゃんと浴びること。

包括的な観点からは2017年のシステマティックレビューでは、光による覚醒度に対する影響についての研究は、その時点では光量や研究規模の小ささにより結論を導けるものではないとしている。[17]

HEVを含む光源[編集]

自然光や人工光源の多くがHEVを含む。青色に見える光だけでなく、白色に見える光には等しくHEVが含まれる。

白色LEDでは、青色LEDに黄色の蛍光体を組み合わせることで白色光を実現しているものが多い。このため(他の白色光と同様に)青色成分により上記の青色光網膜傷害の原因となりうる。
近年、これらの影響障害を緩和する目的でHEV成分(いわゆる「ブルーライト」)を軽減するスクリーンや、レンズを用いた眼鏡老眼鏡などが販売されている[18]

ブルーライトカット眼鏡[編集]

青色の光(ブルーライト)を減衰させるという眼鏡が市販されている[18]

2017年のシステマティックレビューでは、黄斑の構造や機能に及ぼす影響を調査したり、目の疲れの症状の改善を示した研究はなく、1つの研究は普通の眼鏡との間で疲労度に差がなく、別の1つの研究は睡眠の質を改善したが、全体的に質の高い証拠ではない[5]

2021年、日本眼科学会を始めとする団体は、子供に推奨する根拠が無く発達への悪影響を与える恐れがある、液晶画面からのブルーライトは室内や曇り空の屋外よりも少なく、網膜に障害を生じるレベルではないという意見書を纏めた[19][18]

出典[編集]

  1. ^ a b Dykas, Carol. How to Protect Patients from Harmful Sunlight. www.2020mag.com. June, 2004.
  2. ^ Glazer-Hockstein C, Dunaief JL (January 2006), “Could blue light-blocking lenses decrease the risk of age-related macular degeneration?”, Retina(Philadelphia, Pa.) 26 (1): 1-4, doi:10.1097/00006982-200601000-00001, PMID 16395131, http://meta.wkhealth.com/pt/pt-core/template-journal/lwwgateway/media/landingpage.htm?issn=0275-004X&volume=26&issue=1&spage=1 
  3. ^ Margrain TH, Boulton M, Marshall J, Sliney DH (September 2004), “Do blue light filters confer protection against age-related macular degeneration?”, Prog Retin Eye Res 23 (5): 523-531, doi:10.1016/j.preteyeres.2004.05.001, PMID 15302349, https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2004.05.001 
  4. ^ a b Blue light has a dark side, Harvard Health Publication, 2015,9,2
  5. ^ a b Lawrenson JG, Hull CC, Downie LE (November 2017). “The effect of blue-light blocking spectacle lenses on visual performance, macular health and the sleep-wake cycle: a systematic review of the literature”. Ophthalmic Physiol Opt (6): 644-654. doi:10.1111/opo.12406. PMID 29044670. 
  6. ^ American National Standard Institute/ Illuminating Engineering Society of North America. “ANSI/IESNA RP-27.1-05: Recommended Practice for Photobiological Safety for Lamp and Lamp Systems ? General Requirements.” Illuminating Engineering Society of North America Web Store 10 June. 2007<https://www.iesna.org/shop/>.
  7. ^ 社団法人日本照明委員会「LED照明の課題 (生体安全性)」『照明学会誌』第94巻第4号、2010年4月1日、 240-244頁、 NAID 110007575161
  8. ^ 紫外線LEDに関するよくある質問 / ナイトライド・セミコンダクター株式会社
  9. ^ Williams TP, Howell WL (March 1983), “Action spectrum of retinal light-damage in albino rats”, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 24 (3): 285-287, PMID 6832904, http://www.iovs.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=6832904 
  10. ^ Pautler EL, Morita M, Beezley D (May 1990), “Hemoprotein(s) mediate blue light damage in the retinal pigment epithelium”, Photochem. Photobiol. 51 (5): 599-605, doi:10.1111/j.1751-1097.1990.tb01972.x, PMID 2367557, http://www3.interscience.wiley.com/resolve/openurl?genre=article&sid=nlm:pubmed&issn=0031-8655&date=1990&volume=51&issue=5&spage=599 
  11. ^ Grimm C, Wenzel A, Williams T, Rol P, Hafezi F, Reme C(February 2001). "Rhodopsin-mediated blue-light damage to the rat retina: effect of photoreversal of bleaching". Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42(2): 497-505. PMID 11157889. http://www.iovs.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11157889.
  12. ^ Ltd, Shiseido Co. “資生堂、ブルーライトが肌に与える影響を確認 | ニュースリリース 詳細 | 資生堂グループ企業情報サイト” (日本語). ニュースリリース | 資生堂グループ企業情報サイト. 2022年3月20日閲覧。
  13. ^ 太陽光線は、紫外線(UV)、可視光線、赤外線(IR)の3つに分かれます。このうち、光老化に最も大きな影響を与えているのが紫外線です。また、可視光線の一部であるブルーライトや近赤外線(NIR)も光老化に関係しています。| 光老化啓発プロジェクト” (日本語). www.hikari-rouka.org (2016年4月15日). 2022年3月20日閲覧。
  14. ^ 太陽光線は、紫外線(UV)、可視光線、赤外線(IR)の3つに分かれます。このうち、光老化に最も大きな影響を与えているのが紫外線です。また、可視光線の一部であるブルーライトや近赤外線(NIR)も光老化に関係しています。| 光老化啓発プロジェクト” (日本語). www.hikari-rouka.org (2016年4月15日). 2022年3月20日閲覧。
  15. ^ 日光紫外線の人体への影響|環境儀 No.79|国立環境研究所” (日本語). 国立環境研究所. 2022年3月20日閲覧。
  16. ^ 藤井敏弘, 伊藤弓子「ケラチンフィルムを利用した長波長紫外線とブルーライトが引き起こすカルボニルタンパク質の検出」『日本化粧品技術者会誌』第52巻第2号、日本化粧品技術者会、2018年、 99-104頁、 doi:10.5107/sccj.52.99
  17. ^ Souman JL, Tinga AM, Te Pas SF, van Ee R, Vlaskamp BNS (January 2018). “Acute alerting effects of light: A systematic literature review”. Behav. Brain Res.: 228-239. doi:10.1016/j.bbr.2017.09.016. PMID 28912014. 
  18. ^ a b c ブルーライトカット眼鏡 「子どもの近視リスク」 眼科学会など” (日本語). 毎日新聞. 2021年4月27日閲覧。
  19. ^ 小児のブルーライトカット眼鏡装用に対する慎重意見”. 日本眼科学会. 2021年4月27日閲覧。

外部リンク[編集]